DE10351585B4 - Formwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus thermoplastischen Kunststoff - Google Patents
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Abstract
Formwerkzeug
zum Tiefziehen von Behältern
aus einer erwärmten
Folienbahn (7) aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil
(1) und Unterteil (2), wobei das Unterteil (2) die Formeinsätze (5)
trägt und
das Oberteil (1) eine Zwischenplatte (10), eine Matrize (12), pro
Formnest einen Niederhalter (13), bestehend aus einem Außenelement
(21) und einem Innenelement (20) mit einem Zwischenraum zum Durchleiten
einer Kühlflüssigkeit
und einen in jedem Niederhalter (13) angeordneten, über eine
Stange (15) verschiebbaren Streckhelfer (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass in der Zwischenplatte (10) eine Hülse (23) sitzt, die zwei Ringkammern
(24, 25) zum Zuführen
und Abführen
eines Kühlmediums
mit je einer Dichtlippe (34) aufweist, wobei von den Ringkammern
(24, 25) aus Bohrungen (30, 38) zu den in dem Innenelement (20)
angeordneten Kanälen
(28, 29) führen,
die in einer Ringkammer (22) zwischen Außenelement (21) und Innenelement
(20) münden.
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Formwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Mit diesem werden aus einer erwärmten Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff mittels Druckluft Behälter tiefgezogen und ggf. ausgestanzt.
- Aus der
DE 43 26 190 A1 ist ein derartiges Formwerkzeug bekannt, bei dem jeder Niederhalter direkt gekühlt ist bis in den unteren, der Folienbahn zugewandten Bereich. Um dies zu erreichen wird der Niederhalter aus einem Außentopf und einem Innentopf gebildet, die so gestaltet sind, dass sie einen Zwischenraum zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit aufweisen. Die Zufuhr und Abfuhr der Kühlflüssigkeit erfolgt von der geschlossenen Stirnseite des Niederhalters her über zwei Rohre, die verschiebbar in der Werkzeugoberplatte geführt sind und mit Bohrungen in der Werkzeugoberplatte in Verbindung stehen. In der Stirnseite sind des weiteren Verbindungsleitungen zum Zuführen und Abführen der Kühlflüssigkeit zum Zwischenraum vorgesehen. - Nachteilig bei dieser Kühlwasserzufuhr ist der Platzbedarf der Rohre, der den Einsatz für im Durchmesser kleinere Behälter baulich nicht erlaubt. Eine Grenze liegt im Durchmesserbereich von 70mm, das heißt bei kleineren Durchmessern kann diese Kühlwasserführung nicht angewendet werden. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass bei einer Druckbeaufschlagung des Niederhalters auf der Stirnseite, wie sie bei verschiedenen Verfahrensabläufen vorteilhaft ist, die Fläche der Rohre nicht mit Druck beaufschlagt wird, folglich die Kraft auf den Niederhalter geringer ausfällt. Ein generelles Problem bei dieser indirekten Kühlung liegt in der guten Abdichtung der Kühlflüssigkeit, um eine Leckage sicher zu verhindern.
- Aus der
DE 31 09 415 A1 ist eine indirekte Kühlung des Niederhalters bekannt, indem dieser an einer gekühlten Kühlbuchse im unteren Bereich anliegt. Diese Art indirekte Kühlung ist von der Kühlwirkung her nicht so effektiv wie eine direkte Kühlung, insbesondere was den vorderen, der Folienbahn zugewandten Bereich anbelangt. Zum Erzielen einer hohen Taktzahl kommt es aber gerade auf ein gutes Kühlen dieses Bereiches an. - Aus der
DE 201 16 922 U1 ist ein Formwerkzeug bekannt, bei dem der Niederhalter ebenfalls zweigeteilt mit einem Zwischenraum ausgebildet ist. Hier dient dieser Zwischen raum allerdings der Formluftzufuhr. In den Zwischenraum zugeführt wird die Formluft über Bohrungen in der Kopfplatte und über Ringkanäle in Niederhalter und Kopfplatte. Die Kühlung selbst kann hier nur indirekt erfolgen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden unter Beibehaltung des Vorteiles einer direkten Kühlung des Niederhalters im der Folienbahn zugewandten Bereich. Eine Beschränkung der Anwendung auf bestimmte Durchmesserbereiche sollte nicht gegeben sein. Eine Beeinflussung der Niederhalterkraft bei Beaufschlagung der Stirnseite des Niederhalters mit Druckluft sollte nicht eintreten. Die Montage von sicher wirkenden Dichtungen zum Verhindern einer Leckage sollte auf einfache, sichere Weise möglich sein. Die erfindungsgemäße Ausführung sollte sich auch dann anwenden lassen, wenn der Streckhelfer dichtend im Niederhalter geführt ist oder ein zusätzlicher Sperrkolben dichtend und verschiebbar im Niederhalter angeordnet ist.
- Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen.
- Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
- Das Formwerkzeug ist anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch das Formwerkzeug in geschlossener Stellung vor Einleitung des Tiefziehvorganges. -
2 eine vergrößerte Darstellung des Niederhalters im Oberteil des Formwerkzeuges. -
3 eine weiter vergrößerte Darstellung des Niederhalters. -
4 einen Schnitt entlang der Linie A – A in3 . - Das Formwerkzeug besteht aus dem Oberteil
1 und dem Unterteil2 . Letzteres umfasst eine Grundplatte3 , einen Kühlblock4 und in diesen pro Formnest eingesetzte Formeinsätze5 einreihig wie dargestellt oder mehrreihig mit der Gestalt der herzustellenden Behälter. Die Formeinsätze5 sind einteilig oder zweiteilig ausgebildet und tragen bei kombiniert formenden und stanzenden Formwerkzeugen an der oberen, der Folienbahn7 zugewandten Seite, eine Schnittkante8 . Eine Kühlung der Formeinsätze5 erfolgt über die Kammer9 zwischen Kühlblock4 und Außenform der Formeinsätze5 in bekannter Weise. Zum Ausschieben der geformten und ausgestanzten Behälter aus den Formeinsätzen5 dient je ein verschiebbarer Formboden6 . - Das Oberteil
1 setzt sich zusammen aus einer Kopfplatte11 , einer Zwischenplatte10 , der Matrize12 und einem in jedem Formnest angeordneten Niederhalter13 . Jeder Niederhalter13 ist federnd nachgiebig gehalten und schiebt nach dem Ausstanzen der Behälter und nach dem Öffnen des Formwerkzeuges diese aus der Matrizenbohrung. Im Niederhalter13 ist ein Streckhelfer14 angeordnet. Alle Streckhelfer15 sind jeweils über eine Stange15 mit einer gemeinsamen Halteplatte16 verbunden. Diese kann über eine als Pfeil17 dargestellte Antriebseinrichtung verschoben werden. Sie weist wahlweise eine mit einer Druckluftquelle über ein Hauptventil in Verbindung stehende Bohrung18 auf, die mit der Axialbohrung19 in der Stange16 zum Zuführen der Formluft in Verbindung steht. Die Formluftzufuhr/-abfuhr kann aber auch über Bohrungen39 ,40 ins Innere der Niederhalter13 erfolgen. - Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Niederhalter
13 , ihre Kühlung einschließlich Abdichtung und ihre Führung. Wie insbesondere aus den2 und3 ersichtlich, besteht jeder Niederhalter13 aus einem topfförmigen Innenelement20 und einem topfförmigen Außenelement21 , die miteinander verbunden und am unteren Ende verschweißt oder über eine Dichtung41 zueinander abgedichtet sind. Zwischen beiden ist auf der der Folienbahn7 zugewandten Stirnseite ein Ringkanal22 eingearbeitet. In der Zwischenplatte10 sitzt eine Hülse23 , die zwei Ringkanäle24 ,25 aufweist. Der eine Ringkanal24 steht dabei über Bohrungen27 ,28 mit einer Bohrung26 in der Zwischenplatte10 zum Zuführen einer Kühlflüssigkeit sowie über eine Bohrung38 im Außenelement20 und über einen Kanal28 oder über mehrere Kanäle28 (siehe4 ) im Innenelement20 mit dem Ringkanal22 in Verbindung. Die Ableitung der Kühlflüssigkeit erfolgt über einen gegenüberliegenden Kanal29 oder über mehrere Kanäle29 im Innenelement20 , die von der Ringnut22 bis zu einer Bohrung30 im Außenelement21 und damit zum Ringkanal25 führen. Von dort aus führen Bohrungen31 ,32 bis zur Bohrung33 in der Zwischenplatte10 , die zum Ableiten der Kühlflüssigkeit dient. - Zur Abdichtung der Kühlflüssigkeit dienen Dichtlippen
34 (siehe3 ), die Teil der Hülse23 sind und zur besseren Dichtwirkung mit einer Ringfeder35 angedrückt werden. Dichtringe36 dienen der Abdichtung statisch beanspruchter Bereiche. - Der zwischen den Ringkammern
24 ,25 verbleibende Bereich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Führungsbereich37 ausgebildet, mit entsprechender Passung und Oberflächengüte, um eine gute Führung für das Außenelement21 des Niederhalters13 herbeizuführen. - Die Hülse
37 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt. Insbesondere PTFE ist als Werkstoff sehr geeignet.
Claims (5)
- Formwerkzeug zum Tiefziehen von Behältern aus einer erwärmten Folienbahn (
7 ) aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus Oberteil (1 ) und Unterteil (2 ), wobei das Unterteil (2 ) die Formeinsätze (5 ) trägt und das Oberteil (1 ) eine Zwischenplatte (10 ), eine Matrize (12 ), pro Formnest einen Niederhalter (13 ), bestehend aus einem Außenelement (21 ) und einem Innenelement (20 ) mit einem Zwischenraum zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit und einen in jedem Niederhalter (13 ) angeordneten, über eine Stange (15 ) verschiebbaren Streckhelfer (14 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenplatte (10 ) eine Hülse (23 ) sitzt, die zwei Ringkammern (24 ,25 ) zum Zuführen und Abführen eines Kühlmediums mit je einer Dichtlippe (34 ) aufweist, wobei von den Ringkammern (24 ,25 ) aus Bohrungen (30 ,38 ) zu den in dem Innenelement (20 ) angeordneten Kanälen (28 ,29 ) führen, die in einer Ringkammer (22 ) zwischen Außenelement (21 ) und Innenelement (20 ) münden. - Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kanäle (
28 ) zum Zuleiten und/oder mehrere Kanäle (29 ) zum Ableiten der Kühlflüssigkeit im Innenelement (20 ) angeordnet sind. - Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hülse (
23 ) zwischen den beiden Ringkammern (24 ,25 ) ein Führungsbereich (37 ) für den Niederhalter (13 ) ausgebildet ist. - Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (
34 ) von einer Ringfeder (35 ) vorgespannt werden. - Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
37 ) aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE besteht.
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